غلتک راهنمای سیلیکون نیترید

خواص مکانیکی استثنایی

یکی از ویژگی های برجسته غلتک راهنمای سیلیکون نیترید خواص مکانیکی استثنایی آن است. این ماده با چگالی بسیار کم 3.2 تا 3.25 گرم بر سانتی متر مکعب، هم سبک وزن و هم بسیار قوی است. این غلتک راهنمای سیلیکون نیترید را برای کاربردهایی ایده آل می کند که وزن یک فاکتور حیاتی بدون به خطر انداختن دوام است. درجه سختی بالای HRA 92~94 تضمین می کند که غلتک ها در برابر سایش و سایش بسیار مقاوم هستند و آنها را برای محیط هایی که در معرض اصطکاک و فشار مداوم قرار دارند مناسب می کند.

چقرمگی شکست، بین 6 تا 8 MPa·m1/2، نشان دهنده ظرفیت مواد برای تحمل تنش مکانیکی قابل توجه بدون ترک است. علاوه بر این، مقاومت خمشی ≥ 900 مگاپاسکال تضمین می کند که این غلتک ها می توانند یکپارچگی ساختاری خود را حتی تحت بارهای قابل توجه حفظ کنند و استحکام آنها را بیشتر برجسته کند.

ویژگی های حرارتی برتر

مدیریت حرارتی یک جنبه حیاتی در بسیاری از کاربردهای صنعتی است و غلتک‌های راهنمای نیترید سیلیکون در این حوزه برتری دارند. غلتک راهنمای سیلیکون نیترید که قادر به کار در دمای 1300 تا 1600 درجه سانتیگراد است، برای محیط های با دمای بالا مناسب است. مقاومت عالی آنها در برابر شوک حرارتی، که با پارامترهای تنش حرارتی بالا مشخص می‌شود، تضمین می‌کند که غلتک راهنمای سیلیکون نیترید می‌تواند نوسانات دمایی سریع را بدون وارد کردن آسیب تحمل کند.

علاوه بر این، رسانایی حرارتی پایین 23-25 ​​W/(m·K) باعث می شود که این غلتک ها در عایق حرارتی ماهر باشند و در نتیجه سایر اجزای سیستم را از تنش حرارتی محافظت کنند. این ویژگی به ویژه در صنایعی مانند فرآوری فلزات و ساخت نیمه هادی ها، که در آن کنترل دقیق حرارتی از اهمیت بالایی برخوردار است، سودمند است.

مقاومت شیمیایی و دوام

غلتک های راهنمای نیترید سیلیکون پایداری شیمیایی قابل توجهی از خود نشان می دهند. آنها در برابر واکنش با اکثر اسیدهای معدنی مقاوم هستند، با اسید هیدروفلوریک یک استثنا قابل توجه است. این بی اثری شیمیایی طول عمر آنها را حتی در محیط های شیمیایی خشن افزایش می دهد و غلتک راهنمای سیلیکون نیترید را برای استفاده در بخش هایی مانند فرآوری شیمیایی، داروسازی و تولید مواد غذایی مناسب می کند.

انواع سرامیک نیترید سیلیکون

Semicorex دو نوع اصلی از سرامیک های سیلیکون نیترید را برای غلتک های راهنمای خود ارائه می دهد: نیترید سیلیکون متخلخل با فشار گاز (GPSN) و نیترید سیلیکون فشرده داغ (HPSN). هر نوع برای ارائه مزایای خاص بر اساس الزامات برنامه طراحی شده است.

نیترید سیلیکون زینتر شده با فشار گاز (GPSN):روش GPSN شامل مخلوط کردن پودر نیترید سیلیکون با مواد کمکی تف جوشی برای ترویج پخت فاز مایع، همراه با بایندرها برای افزایش استحکام مکانیکی بدنه سرامیکی سبز است. سپس پودر به شکل دلخواه فشرده می شود و ماشینکاری سبز می تواند انجام شود. مواد فشرده در کوره ای با اتمسفر نیتروژن تحت فشار قرار می گیرند تا به متراکم شدن کمک کنند و از تبخیر یا تجزیه سیلیکون، نیتروژن و مواد افزودنی جلوگیری کنند. این فرآیند منجر به یک ماده بسیار متراکم و ساختار یکنواخت می شود که عملکرد برتر را در کاربردهای سخت ارائه می دهد.

نیترید سیلیکون فشرده داغ (HPSN):HPSN با فشار دادن تک محوری پودر نیترید سیلیکون (با مواد افزودنی تف جوشی) و همزمان با اعمال گرما تولید می شود. این فرآیند نیاز به پرس و قالب تخصصی دارد و در نتیجه نیترید سیلیکون با خواص مکانیکی عالی تولید می‌شود. با این حال، تنها اشکال ساده را می توان از طریق این روش تولید کرد. از آنجایی که غیرممکن است که قطعه‌ای را که به صورت گرم پرس می‌شود، سبز کند، سنگ‌زنی الماس تنها راه ایجاد هندسه‌های پیچیده است. با توجه به هزینه‌های بالا و چالش‌های مرتبط با سنگ‌زنی و پرس داغ الماس، استفاده از HPSN معمولاً به تولید قطعات ساده در مقادیر کم محدود می‌شود.

تصاویر SEM-SE از سرامیک Si3N4 در بزرگنمایی 5000 × و b 30000 × ، توزیع اندازه منافذ c و الگوی d XRD نمونه Si3N4